• 제목/요약/키워드: 자기장센서

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시공 중 사장교 실측을 통한 케이블 장력 추정 기법 비교 연구 (Comparative Study of Cable Tension Measurement Methods by In-situ Measurements on a Cable-stayed Bridge under Construction)

  • 조수진;임진석;신성우;정형조;윤정방
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.48-51
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    • 2011
  • 사장교에서 케이블은 하중을 지지하는 주요 부재로, 케이블 장력은 사장교의 건전성과 안전도 평가에 있어서 매우 중요한 변수이다. 케이블 장력을 추정하기 위한 대표적인 방법으로는 로드셀을 이용한 직접법과 진동 계측 자료를 이용한 간접법 등이 있으며, 최근에는 자기장-응력 관계를 이용한 EM(Elasto-Magnetic) 센서 측정법이 개발되어 케이블 장력 추정에 적용되었다. 본 논문에서는 세 가지 장력 추정 기법을 실제 시공중인 사장교에 적용하여, 그 성능을 상호 비교하였다. 본 연구는 한국의 KAIST와 미국 Northeastern 대학교의 공동연구로 수행되었다. 대상 교량은 부산 화명동과 김해 초정리를 연결하기 위해 현재 건설중인 화명대교이다. 화명대교의 교량 형식은 2주탑 콘크리트 사장교 (주탑 경간장 270m, 총 사장교 구간장 500m)이며, 사장재로는 MS (Multi-Strand) 형 케이블이 사용되었다. 실험 당시 화명대교는 중앙경간의 폐합 후 선형관리를 위한 장력조정작업을 수행하였으며, 케이블 재긴장시의 정확한 장력관리를 위하여 로드셀을 이용한 Lift-off test방법으로 케이블의 장력을 측정하였다. 이와 동시에 두 개의 케이블을 대상으로 진동 가속도 센서와 EM 센서를 설치하고 장력 계측을 수행하였으며, 재긴장 단계별 장력 변화치를 지속적으로 계측하였다. 계측된 결과를 바탕으로 케이블 장력 추정 기법의 정확성 및 실교량에서의 활용성을 비교하였다.

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관성센서를 이용한 농용 무인 헬리콥터의 자세 추정 (Attitude Estimation of Agricultural Unmanned Helicopters using Inertial Measurement Sensors)

  • 배영환;오민석;구영모
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제32권3호
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    • pp.159-163
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    • 2014
  • 본 논문에서는 저가의 MEMS 관성 센서와 지자기 센서를 이용하여 자세 정보를 제공받는 자세측정장치(ARHS)를 구현하였다. 저가형 IMU센서와 MCU를 이용하여 운동 자세각을 계산하는 DCM 알고리즘을 설계하고, 3축짐벌에 장착하여 연산결과의 정확도를 측정하였다. DCM 알고리즘을 이용 연산된 자세각의 정확도는 roll 및 pitch에 대하여 약 1.1%로 나타났으며, yaw각의 경우는 3.7%로 나타났다. Yaw 각의 경우에는 스텝핑 모터를 구동하는 실험환경에 따른 교란의 영향으로 그 오차가 상대적으로 크게 나타난 것으로 평가되었다. 짐벌 실험장치를 이용한 센서의 검증에서 더욱 정밀한 실험을 위해서는 주변 환경 요인에 대한 제어가 요구될 것으로 보이며, 실험장치의 스테핑 모터 구동 시 발생하는 진동 및 자기장의 영향과 실험 장치의 금속성 구조물의 영향으로 생각되는 센서 데이터의 오차 및 불안정 상태를 차단할 수 있는 장치의 보완이 필요할 것으로 보인다. 그리고 지자기 센서의 경우 좁은 범위의 측정에 추가하여 넓은 범위의 측정도 보완되어야 할 것으로 생각된다.

마이크로컴퓨터를 이용한 자체 보상형 flux-gate 마그네토미터제작 (Self Compensating Flux-gate Magnetometer Using Microcomputer)

  • 가은미;손대락;손동환
    • 한국자기학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.149-153
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    • 2002
  • 지구자기장 이하의 저자기장 측정에 있어서 소형이고 소비전력이 작으면서 장기적 안정성이 요구되는 분야에 flux-gate 마그네토미터를 많이 사용하고 있다. 또한 많은 저자기장 측정분야가 지구자기장의 크기측정보다는 지자장의 변화를 측정하는 경우가 많기 때문에, 본 연구에서 측정범위가 $\pm$1,000 nT, 5pT/√Hz (at 1 Hz)인 flux-gate센서를 사용 $\pm$50000 nT인 지구자기장을 순차적 근사법으로 보상한 후 지구자기장의 변화를 고감도로 측정할 수 있는 3-축의 flux-gate 마그네토미터를 개발하였다.

자기적 방법을 이용한 3차원 좌표 측정 (3-dimensional Coordinate Measurement by Pulse Magnetic Field Method)

  • 임윤빈;조육;허복회;손대락
    • 한국자기학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.206-211
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    • 2002
  • 본 연구에서는 3개의 펄스자기장발생 장치와 3-축의 탐지코일을 이용하여 3차원 좌표를 비접촉으로 측정할 수 있는 장치를 제작하였다. 펄스자기장을 만들어 주기 위하여 환 계수기와 아날로그 곱셈기를 사용하여 원하는 한 주기의 파형을 자기장발생장치의 각 축에서 만들어 질 수 있도록 하였다. 그리고 발생된 자기장 값을 거리 r에서 측정하기 위해 탐지코일에 유도된 전압을 증폭시키고 S/H증폭기로 최대 값을 측정하였다. 자기장발생 장치로부터 거리를 0.5m에서 1.5m까지 1차원과 2차원 상에서 탐지코일을 움직여 간을 측정하고 이를 거리로 환산하는 계산식에 의한 결과가 실제 거리의 값과 그 편차가 $\pm$0.5%에서 그 위치를 측정할 수 있음을 알 수 있었다.

MR센서를 이용한 실외형 자율이동 로봇의 퍼지 조향제어기에 관한 연구 (Fuzzy Steering Controller for Outdoor Autonomous Mobile Robot using MR sensor)

  • 김정희;손석준;임영철;김태곤;김의선;유영재
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.27-32
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    • 2002
  • 본 논문은 MR(magneto-resistive)센서를 이용한 실외형 자율 이동 로봇의 퍼지 조향 제어기에 대한 연구이다. 2개의 MR 센서를 이용한 지구자기장의 제거방법을 제안하고, 각각의 센서에서 측정된 자기장 차이값(dBy, dBz)을 입력변수로 사용한 퍼지 조향 제어기를 설계하였다. 자율 이동 로봇 시뮬레이션 프로그램을 개발하기 위해 MR센서의 모델링, 이동로봇의 동적모델링, 좌표변환 등을 하였다. 컴퓨터 시뮬레이션은 퍼지 로직을 이용한 이동로봇 제어기의 주행성능을 검증하기 위해 사용되었고 그 시뮬레이션을 통하여 제안한 퍼지 조향제어기의 강인성을 검증하였다.

AMR 센서를 이용한 교통량 계측장치 개발 (Development of a Traffic Volume Measuring Device Using AMR Sensor)

  • 강문호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2385-2387
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    • 2002
  • 종래 도로상의 차량검지기들은 기후변화 및 도로환경의 변화, 물리적인 변화에 영향을 받아 감지의 정확도가 떨어져 신뢰도 높은 교통정보를 생성하기가 어렵고, 제품의 가격이 고가이며, 설치 및 유지, 보수에 많은 비용과 인력이 요구된다. 본 연구에서는 종래의 차량 검지기가 지니는 문제점들을 해결하여 어떠한 환경하에서도 신뢰성 있는 차량 주행정보를 제공하며 동시에 유지, 보수 비용이 저렴한 검지기로서 AMR(Anisotropic Magneto-Resistive) 센서를 이용하여 도로상의 차량 이동에 따른 지구자기장(Earth Magnetic Field) 변화를 감지하고 차량의 이동상태를 파악하는 교통량 계측장치를 제시한다.

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도전체에서 고장전류 결정을 위한 자계 분석 (An Analysis of Magnetic Field for Determining the Fault Current on Conductor)

  • 박건호
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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    • pp.129-130
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    • 2017
  • 본 연구에서는 피복 손상 등으로 누전되었을 때 그 주변의 자기장을 검출하여 누전 여부를 판단할 수 있는 장치를 개발하기 위하여 표면 누전에 의한 전류의 흐름을 조사하였고, 또한 전류에 의한 자계를 검출하기 위해 센서를 제작하였다. 전선 피복 손상에 의한 도전체 표면에 누전되는 상황을 모의하여 전력을 변화시켜서 실험을 수행하였다. 한편 표면에 발생되는 자계를 검출할 수 있도록 센서는 2축으로 구성하였으며, 이를 통해 전선 주변 및 누전된 도전체 표면에서 거리 및 각도 변화에 따른 자계를 검출하였다.

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Fuzzy Logic을 이용한 센서의 왜곡 현상의 지능형 추론 시스템 설계 (Design of Intelligent system with Fuzzy Logic for MR Sensor in destortion)

  • 김영구;박창규
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.1986-1991
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    • 2007
  • 본 논문에서 지구자기장을 측정하여 방위를 결정하는 자기 저항 소자의 경사각의 이상 현상에서 있어 예측할 수 없는 특성에 대해 불확실성에서의 추론을 통해 센서로서의 안정성을 확보하는데 그 목적이 있다. 따라서 퍼지 알고리즘을 적용하여 외부 환경 변화에 민감하게 변화하는 소자의 왜곡현상을 프로그래밍 적인 요소를 실험하여 센서의 왜율적인 요소에서 벗어남을 보인다. 나아가 소자의 고속, 고신뢰성을 갖는 응용에 사용할 수 있음을 보인다.

홀센서를 이용한 이동로봇의 위치인식 시스템 (Positioning System for Mobile Robot using Hall Sensor)

  • 김의선;이창기;김기중;김원호;박주용;임형규;박세원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1754-1755
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    • 2007
  • 영구자석을 사용한 마커가 설치된 자기장 이동 경로에서 이동 로봇의 경로 인식을 위한 위치인식 시스템이다. 저가의 홀센서를 일정 간격의 열로 배치한 센서를 설계 제작하고, 그 센서를 이용하여 측정된 마커의 자계 값을 이용하여 경로상의 위치를 인식할 수 있도록 하였다. 마커의 극성을 인식하는 새로운 방법을 제시하고, 인식된 극성을 코드화하여 경로상의 특이점들에 배치함으로써 경로 이동 중에 그 점들의 위치를 인식하도록 하였으며, 로봇은 그 위치에서 미리 정해진 행동을 하도록 프로그램 하였다. 센서들 간의 통신 방법을 논하였고, 각 센서들에서 얻어진 정보로부터 이동 로봇의 경로상의 위치인 측방향 변위 오차와 방향각 오차를 기하학적으로 산출한다.

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